中心議題：

• 檢測係統硬件設計
• 檢測係統軟件設計流程

解決方案：

• A／D轉換模塊設計
• I／U轉換模塊設計
• 輸出顯示模塊

可再生能源太陽能發電可分為太陽能光發電(又稱光伏)hetaiyangnengrefadianliangdalei

，houzheyouyujishubijiaofuza
，zhinengyongyubijiaodaderongliang
，yingyongshoudaoyidingxianzhi，suoyimuqianshijiyingyongjiaoshao。taiyangnengguangfadianjuyouquzhibujin
，yongzhibujie，wuwurandengzhuduoyoudian，yichengweirenleixunqiuxinnengyuanderedian。

但同時又存在應用間歇性，發電量與氣候條件有關的缺點。因此
，為提高太陽能電池的(de)利(li)用(yong)率(lv)
，實(shi)時(shi)監(jian)控(kong)發(fa)電(dian)量(liang)是(shi)很(hen)有(you)必(bi)要(yao)的(de)，可(ke)以(yi)及(ji)早(zao)發(fa)現(xian)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池(chi)工(gong)作(zuo)中(zhong)出(chu)現(xian)的(de)異(yi)常(chang)情(qing)況(kuang)。這(zhe)裏(li)提(ti)出(chu)了(le)一(yi)種(zhong)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池(chi)發(fa)電(dian)量(liang)實(shi)時(shi)監(jian)控(kong)係(xi)統(tong)的(de)設(she)計(ji)方(fang)案(an)。係(xi)統(tong)利(li)用(yong)AT89S52單(dan)片(pian)機(ji)控(kong)製(zhi)
，采(cai)用(yong)霍(huo)爾(er)電(dian)流(liu)傳(chuan)感(gan)器(qi)對(dui)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池(chi)的(de)輸(shu)出(chu)電(dian)流(liu)測(ce)量(liang)，其(qi)突(tu)出(chu)優(you)點(dian)是(shi)可(ke)以(yi)在(zai)幾(ji)乎(hu)不(bu)消(xiao)耗(hao)能(neng)量(liang)情(qing)況(kuang)下(xia)

，將(jiang)電(dian)流(liu)轉(zhuan)換(huan)為(wei)電(dian)壓(ya)進(jin)行(xing)測(ce)量(liang)。
　　
1係統硬件設計
　　
係統硬件電路如圖1所示，主要由太陽能電池組、霍爾電流傳感器組成的，I／U轉換電路、液晶1602組成的顯示裝置
、AT89S52單片機構成的控製係統
，以及鉛酸蓄電池構成的儲能係統5部分組成。其工作過程：太tai陽yang能neng電dian池chi接jie收shou光guang照zhao時shi，產chan生sheng電dian流liu，對dui蓄xu電dian池chi充chong電dian
，單dan片pian機ji通tong過guo穩wen壓ya裝zhuang置zhi由you蓄xu電dian池chi提ti供gong驅qu動dong電dian壓ya，對dui太tai陽yang能neng電dian池chi產chan生sheng的de電dian量liang進jin行xing實shi時shi信xin號hao采cai集ji。由you於yu單dan片pian機ji隻zhi能neng接jie收shou電dian壓ya信xin號hao
，所suo以yi在zai信xin號hao接jie收shou前qian由youI／U
、U／U轉換模塊將信號調至合適的電壓。經內部運算處理，結果送1602液晶顯示裝置顯示電池發電量。


1．1A／D轉換模塊
　　
當模擬信號輸入單片機後需要轉換為數字信號，由於需要同時測量太陽能電池輸出電壓和電流，故采用ADC0832是8位串行雙通道A／D轉換器，A／D轉換精度要依賴於有高穩定度的基準參考電壓
，參考電壓設定為5V，由TL431產生。模擬信號經過RC濾波送入AD輸入端，然後進行模數轉換後串行輸出。
　　
1．2I／U轉換模塊
　　
因單片機I／O接口隻能接收0～5V的(de)電(dian)壓(ya)信(xin)號(hao)
，實(shi)時(shi)采(cai)集(ji)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池(chi)輸(shu)出(chu)電(dian)流(liu)需(xu)要(yao)將(jiang)電(dian)流(liu)信(xin)號(hao)轉(zhuan)換(huan)為(wei)電(dian)壓(ya)信(xin)號(hao)
，由(you)於(yu)本(ben)係(xi)統(tong)是(shi)光(guang)伏(fu)發(fa)電(dian)係(xi)統(tong)的(de)輔(fu)助(zhu)設(she)備(bei)
，盡(jin)可(ke)能(neng)降(jiang)低(di)能(neng)量(liang)消(xiao)耗(hao)是(shi)首(shou)要(yao)問(wen)題(ti)。由(you)此(ci)霍(huo)爾(er)電(dian)流(liu)傳(chuan)感(gan)器(qi)成(cheng)為(wei)首(shou)選(xuan)，根(gen)據(ju)霍(huo)爾(er)效(xiao)應(ying)原(yuan)理(li)進(jin)行(xing)工(gong)作(zuo)
，可(ke)在(zai)幾(ji)乎(hu)不(bu)消(xiao)耗(hao)能(neng)量(liang)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)將(jiang)電(dian)流(liu)信(xin)號(hao)轉(zhuan)換(huan)為(wei)電(dian)壓(ya)信(xin)號(hao)。本(ben)係(xi)統(tong)采(cai)用(yong)TBCl0SY型霍爾電流傳感器
，額定輸出電壓為(±4±0．5％)V，±15V雙電源供電
，測量電流範圍為O～15A，基本滿足小型離網光伏係統的應用。
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1．3電源設計
　　
單片機正常運行需要為片內的晶體管或場效應管供給電源，使其工作在相應狀態。AT89S52需要一個5V電源(實際工作電壓為3．6～6．0V)。可用整流
、穩壓方式供電，獲得4．5Vzuoyoudedianya，yinbenxitongweidulifadian，qiechangqishiyong，kaolvdaodianyuanshouming，gaizhuangzhiyoushidianhuogandianchitigongqudongdianyuanbufuheshiji，suoyizuijiafanganyinggaiyouxitongneibutaiyangnengdianchidexudianchigongdian，jingwenyajichengkuai7805穩壓為5V

，輸入單片機Vcc引腳
，驅動單片機及液晶顯示裝置。TBCl0SY霍爾電流傳感器，需±15V雙電源供電，同樣采用係統內的蓄電池供電．經穩壓集成塊7805

、7915穩壓在±15V，從而驅動其工作。
　
1．4輸出顯示模塊
　　
電量計算公式為Q=UIT
，其中時間T可根據需要在軟件編程時自行確定，如每隔3min采樣一次
，經內部運算後送1602液晶顯示發電量。為了節約電能，通過設置繼電器，使液晶顯示器顯示10s後自動熄滅。
　　
2係統軟件設計
　　
係統軟件設計主要由單片機完成
，主要實現數據采集和控製顯示，整個軟件係統設計采用模塊化思想
，其測量和顯示程序流程如圖2所示。


3係統測試分析
　　
以200W的小型離網光伏係統為例，額定電壓24V
，最大電流6．18A，蓄電池200Ah。設計正常放電時間為2～3d，0～6．18A的電流按比例轉換為0～5V的電壓，由2隻電阻構成的衰減器
，輸出電壓放大比例由電阻R1和R2的比值決定
，設定U／U轉換比例為5／24，則R7=10kΩ，R6+Rp2=48kΩ。根據電量計算公式Q=UIT
，實驗時間為中午12時至下午2時
，從顯示電量開始，每隔3min記錄一次實際功率和監控係統所顯示的數據
，各次誤差均小於3％

，表l給出初始的10次測量誤差情況，隨電量逐漸增大，誤差變化範圍逐漸縮小。


由AT89S52單片機、霍爾電流傳感器以及1602液晶等構成的太陽能電池發電量的實時監控係統結構簡單、成本低廉、免維護
、耗hao電dian量liang小xiao並bing能neng有you效xiao地di實shi時shi監jian控kong太tai陽yang能neng電dian池chi的de發fa電dian量liang
，及ji早zao發fa現xian太tai陽yang能neng電dian池chi工gong作zuo中zhong出chu現xian的de異yi常chang情qing況kuang。該gai係xi統tong設she計ji作zuo為wei光guang伏fu係xi統tong的de輔fu助zhu部bu件jian適shi用yong於yu小xiao型xing離li網wang光guang伏fu係xi統tong，同tong時shi該gai係xi統tong裝zhuang置zhi器qi件jian壽shou命ming較jiao長chang
，耐nai用yong可ke靠kao，使shi其qi在zai離li網wang光guang伏fu係xi統tong中zhong具ju有you廣guang泛fan應ying用yong。